电力牵引交流传动系统fpga建模及硬件在环仿真

《电力牵引交流传动系统fpga建模及硬件在环仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文＿ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ＿７论文题目：电力牵弓丨交流传动系统ＦＰＧＡ建模＾：，指导教师：冯晓云教授＿＿国内图书分类号：ＴＭ９２１．２密级：公开国际图书分类号：６２１．３西南交通大学研究生学位论文电力牵引交流传动系统ＦＰＧＡ建模及硬件在环仿真年级二〇一二级姓名郝琉申请学位级别工学硕士专业电气工程指导老师冯晓云教授二〇一五年五月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：ＴＭ９２１．２Ｕ：６１．３．Ｄ．Ｃ２ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｇｙＭａｓｔｅｒＤｅｒ

2、ｅｅＴｈｅｓｉｓｇＥＬＥＣＴＲＩＣＴＲＡＣＴＩＯＮＤＲＩＶＥＳＹＳＴＥＭＦＰＧＡＭＯＤＥＬＩＮＧ－－－ＡＮＤＨＡＲＤＷＡＲＥＩＮＴＨＥＬＯＯＰＳＩＭＵＬＡＴＩＯＮＧｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＨａｏＱｉＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ：ＥｌｅｃｔｒｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＦｅｎｇＸｉａｏｙｉｍＭａ．２０１５ｙ西南交通大学学位论文版权使用授权书、本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文的规定，同意学校保留并向

3、国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密□，在年解密后适用本授权书；２．不保密０，使用本授权书。“”（请在以上方框内打Ｖ）乂ｇ备么学位论文作者签名：指导老师签名：基＇７０－１曰期（５期：２０：５日（ｙ西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：１描述了两电平和三电平电力牵引交流传动系统的结构及其原理，对包含开关器件的）一一整流

4、器和逆变器结构，推导得到其状态方程模型。为了揭示开关器件触发脉冲与开关状态的对应关系，充分考虑了变流器过零点的情况，采用混合逻辑动态建模方法，。定义辅助变量，基于数理逻辑推导了开关函数逻辑表达式，保证了模型的准确换流完成了两电平和三电平拓扑结构下电力牵引交流传动系统的混合逻辑动态建模。２）通过ＳｙｓｔｅｍＧｅｎｅｒａｔｏｒ将所建立的模型集成在ＦＰＧＡ芯片中。首先将模型中的变量都采用定点数表示；然后介绍了基于ＦＰＧＡ的乘法器和逻辑运算实现；最后考虑系统。的各环节模型，给出了模型各部分的流水线设计利用ＦＰＧＡ模拟牵引传动系统，大幅缩短了仿真的步长，实现了系统模型的微

5、秒级实时仿真。此外，本文中采用的ＦＰＧＡ一定的推广意义建模方法在其他电力电子系统中具有。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研宄成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：日期：西南交通大学硕士研究生学位论文第Ｉ页摘要随着我国高速铁路迅速发展，电力牵引传动系统国产化成为了我国高速铁路装备发展的重要课题之一。硬件在环仿真技术是牵引传动系统

6、控制器研发过程中重要的研发手段。它能够保证研发过程安全性，降低实验风险。但是现有实时仿真技术受限于客观条件，仿真周期较长，往往需要引入时间补偿算法，该方法虽然能够提高精度，但是最直接有效的方案还是降低实时仿真的周期。针对此问题，本文对电力牵引交流传动系统的数学模型进行简化，将其集成在ＦＰＧＡ芯片中执行，完成系统的高速实时仿真。首先，介绍了电力牵引传动系统的结构和原理，针对现有的两电平和三电平系统拓扑结构，定义变流器的开关函数，对整流器、中间直流环节和逆变器进行状态方程建模；此外，建立异步电机两相静止坐标系下的状态方程模型。为了揭示变流器中开关器件触发脉冲与

7、幵关状态的对应关系，充分考虑了变流器过零点的情况，采用混合逻，辑动态建模方法，定义辅助变量，基于数理逻辑推导了开关函数逻辑表达式保证了模型的准确换流。完成了两电平和三电平拓扑结构下电力牵引交流传动系统的混合逻辑动态建模。其次，利用ＦＰＧＡ运算速度快的工作特点，选择其完成实时仿真运算；介绍了建模ｔＡ实采用的开发工具ＳｙｓｅｍＧｅｎｅｒａｔｏｒ，着重强调了其优势。之后，给出了ＦＰＧ现过程